FR2459943A1 - Procede destine a produire un signal representatif de la qualite d'une flamme dans un bruleur - Google Patents

Abstract

UN ANALYSEUR DE FLAMME POUR UN BRULEUR COMPORTE ESSENTIELLEMENT UN PROCESSEUR 20 QUI COMPTE CONTINUELLEMENT LES IMPULSIONS DE SORTIE D'UN CAPTEUR DE FLAMME, TOTALISE LE NOMBRE D'IMPULSIONS SUR UN INTERVALLE DE TEMPS PREDETERMINE ET COMPARE CE NOMBRE A UNE VALEUR DE SEUIL. LE NOMBRE TOTALISE EST CONTINUELLEMENT MIS A JOUR POUR REPRESENTER LES IMPULSIONS RECUES AU COURS DE L'INTERVALLE DE TEMPS PRECEDENT, DE FACON A DEFINIR UNE FENETRE TEMPORELLE DE LONGUEUR FIXE SUR LAQUELLE ON TOTALISE LES IMPULSIONS DU CAPTEUR DE FLAMME.

Description

PROCEDE DESTINE A PRODUIRE UN SIGNAL REPRESENTATIF

DE LA QUALITE D'UNE FLAMME DANS UN BRULEUR

La présente invention concerne les systèmes de

chaudières et de brûleurs et elle porte plus particulière-

ment sur les circuits qui sont destinés à déterminer la

présence d'une flamme dans un brûleur, à partir des si-

gnaux de sortie d'un tube détecteur de flamme ou d'un élé-

ment analogue.

Dans les chaudières et autres systèmes qui com-

portent des brûleurs pour produire une flamme, il est fré-

quemment souhaitable ou nécessaire de contrôler le brûleur pour déterminer qu'une flamme est effectivement présente

pendant les moments au cours desquels le brûleur fonction-

ne. On a donc développé des dispositifs destinés à con-

trôler une flamme et à fournir un signal de sortie repré-

sentatif de la présence ou de l'absence d'une flamme dans

le brûleur. Ces dispositifs sont appliqués tout particu-

lièrement aux systèmes de chaudières dans lesquels il est nécessaire de contrôler continuellement une flamme

pour assurer la sécurité du fonctionnement.

Il arrive par exemple quelquefois que le brû-

leur ne s'allume pas au moment du démarrage d'une chau-

dière. Un autre cas qui n'est pas rare consiste en une

extinction de la flamme d'un brûleur pendant le fonction-

nement du brûleur. Ces situations peuvent être extrême-

ment dangereuses si elles ne sont pas détectées rapide-

ment. De façon caractéristique, les systèmes de commande de brûleur contrôlent la présence d'une flamme, et en cas de disparition de la flamme, les systèmes de commande de brûleur coupent immédiatement l'alimentation du brûleur en combustible. Si on ne prend pas de telles précautions, une concentration dangereuse de combustible non brûlé et/

ou de vapeurs peut s'accumuler dans la chaudière et pro-

duire un incendie ou une explosion.

Divers dispositifs et circuits ont été utilisés dans l'art antérieur pour contrôler la présence d'une

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flamme. Ces dispositifs comportent de façon caractéristi-

que un capteur, comme un capteur de rayonnement ultravio-

let ou infrarouge, qui fournit un signal de sortie sous l'effet du rayonnement provenant d'une flamme. Le signal de sortie d'un tel capteur est appliqué à un circuit ana- lyseur de flamme qui traite le signal et qui fournit un signal de sortie représentatif de la présence ou de

l'absence d'une flamme.

Le signal de sortie du capteur de flamme est

constitué de façon habituelle par une série d'impul-

sions. On doit filtrer ces impulsions pour les lisser et

pour fournir un signal continu représentatif de la qua-

lité de la flamme. Pour assurer un fonctionnement sûr, ces filtres doivent avoir un temps de réponse suffisamment court pour que le signal de sortie du circuit indique une condition d'absence de flamme au bout d'une durée courte

prédéterminée après une disparition de flamme.

Des circuits de l'art antérieur qui sont destinés à accomplir le filtrage indiqué ci-dessus emploient des circuits RC ou des circuits équivalents qui reçoivent les signaux de sortie du capteur de flamme. En choisissant des paramètres et des constantes de temps appropriés

pour le circuit RC, on peut lisser les impulsions indi-

viduelles provenant d'une flamme tout en assurant un

temps de réponse suffisamment court pour éviter l'éta-

blissement d'une condition dangereuse après une dispari-

tion de flamme.

Du fait que la fonction qu'assurent les circuits

de détecteur de flamme est très critique, il est très im-

portant que ces circuits soient extrêmement fiables. Pour vérifier le bon fonctionnement du circuit d'évaluation de flamme complet, on utilise fréquemment un obturateur de détecteur de flamme pour masquer périodiquement au capteur de flamme la flamme qui est contrôlée. On utilise

des circuits supplémentaires pour déterminer que les cir-

cuits du capteur de flamme ne produisent pas d'impulsions pendant l'intervalle au cours duquel l'obturateur est fermé. Les brevets U.S. 2 798 213 et 2 798 214 décrivent de

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tels circuits.

Bien que les circuits de l'art antérieur des-

tinés à évaluer la qualité d'une flamme se soient géné-

ralement avérés fiables en ce qui concerne la suppression des pannes, dans certaines conditions ces circuits dis-

tinguent difficilement entre une flamme de qualité accep-

table et une flamme de qualité inacceptable. Du fait du danger extrême que représente l'indication de la présence

d'une flamme alors qu'aucune flamme n'existe, ces cir-

cuits de détection de flamme sont généralement conçus de façon que l'erreur qu'ils commettent aille dans le sens de la sécurité. Dans des conditions de flamme marginales,

ou lorsque le capteur n'a pas une bonne visibilité direc-

te de la flamme, ceci entraîne des arrêts gênants du sys-

tème de chaudière, du fait d'une décision erronée de l'absence de flamme. Une situation similaire peut exister

avec les systèmes à plusieurs brûleurs. Dans un tel sys-

tème, il est important de contrôler la flamme de chaque

brûleur et d'arrêter un brûleur si sa flamme s'éteint.

De façon générale, on utilise des capteurs de flamme individuels pour contrôler chaque brûleur et on règle

chaque capteur de façon qu'il ne soit exposé qu'au rayon-

nement direct du brûleur associé, dans toute la mesure du possible. Cependant, le rayonnement de fond provenant des autres brûleurs et les signaux qui sont produits par des flammes provenant d'autres brûleurs qui passent dans le champ d'observation d'un capteur de flamme peuvent faire apparaître des impulsions en sortie du capteur de flamme considéré,bien que son brûleur se soit éteint. Ici encore, les circuits de détection de flamme de l'art antérieur rencontrent fréquemment des difficultés pour distinguer une condition d'absence de flamme. Pour la sécurité, les erreurs que commettent ces circuits doivent également aller dans le sens de la sécurité, ce qui entraîne des

arrêts gênants qui ne sont pas nécessaires.

L'invention concerne un procédé original pour évaluer la qualité d'une flamme en se basant sur les signaux de sortie d'un capteur de flamme, comme un tube détecteur ultraviolet ou infrarouge. L'invention offre une discrimination beaucoup plus élevée que les dispositifs de l'art antérieur entre le rayonnement de fond et une flamme

réelle. Ceci réduit le nombre d'arrêts inutiles d'un systè-

me de chaudière sous l'effet d'une décision erronée d'ab-

sence de flamme. L'invention offre également une bonne dis-

crimination en ce qui concerne les conditions de flamme marginales. Dans les situations de flamme dans lesquelles les circuits de détection de flamme de l'art antérieur se déclenchent et se réenclenchent de façon répétée pour des flammes qui sont acceptables, bien que marginales, l'invention permet de déterminer une qualité de flamme avec une précision très supérieure à celle des circuits de l'art antérieur, ce qui, ici encore, réduit le nombre

d'arrêts inutiles du système de chaudière.

Brièvement, l'invention comprend un procédé selon lequel les impulsions de sortie d'un capteur de

flamme sont comptées en permanence. Le nombre d'impul-

sions est totalisé sur un intervalle de temps de longueur

prédéterminée et il est comparé avec une valeur de seuil.

Le total obtenu est continuellement mis à jour pour corres-

pondre aux impulsions reçues sur l'intervalle de temps y__AdÀ x! P Agi Ad^L--- AdJ__ _J_ h i J à porelle mobile de longueur fixe sur laquelle les impulsions provenant du capteur de flamme sont totalisées. Le nombre totalisé d'impulsions est ensuite comparé à un seuil et

s'il tombe au-dessous de ce seuil pendant une durée pré-

déterminée, l'analyseur de flamme détermine que la flamme est inacceptable. Dans un mode de réalisation avantageux on effectue deux contrôles supplémentaires pour s'assurer de la présence d'une flamme. Si aucune impulsion n'est détectée pendant l'intervalle de la fenêtre temporelle, un signal de sortie d'absence de flamme est immédiatement produit. De plus, on calcule périodiquement une moyenne à à mettre en oeuvre le procédé de l'invention dans lequel

de nombreuses caractéristiques d'auto-contrôle sont incor-

porées dans le but de réaliser un analyseur de qualité de flamme qui présente une fiabilité très supérieure à celle des dispositifs de l'art antérieur, en plus d'une meil- leure détermination de la qualité de la flamme. Le mode de réalisation préféré est en outre capable de fournir des signaux de sortie de diagnostic qui indiquent le type de défaut qui s'est produit lorsqu'un tel défaut est détecté

et que le système de brûleur est arrêté.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description-qui va suivre d'un mode de réalisation,

donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la

description se réfère aux dessins annexés sur lesquels

La figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention; La figure 2 représente un dispositif d'affichage original destiné à être utilisé avec les circuits de la figure 1; Les figures 3 à 6 sont des diagrammes utiles à l'explication du fonctionnement de l'invention; et

La figure 7 représente des signaux qui illus-

trent les avantages de l'invention par rapport à l'art antérieur. Avant de décrire l'invention, il est intéressant

d'examiner les procédés qui sont utilisés dans l'art anté-

rieur pour l'évaluation d'une flamme. Comme il a été indi-

qué précédemment, la plupart des analyseurs de flamme de l'art antérieur comportent des circuits de filtrage pour filtrer et lisser les impulsions que produit un capteur de flamme. Un filtre représentatif comprend par exemple

une ou deux sections de filtre RC qui reçoivent les impul-

sions provenant du capteur de flamme. L'information de

sortie du filtre est un niveau de signal qui est repré-

sentatif de la qualité de la flamme que détecte le capteur de flamme. Ce niveau de signal est appliqué à un détecteur à seuil ou à tout autre circuit similaire qui fournit en

sortie une indication de présence au d'absence de flamme.

Un analyseur de flamme doit réagir en un temps prédéterminé à une condition de disparition de flamme,

afin que le circuit de commande de brûleur qui est atta-

qué par le signal de sortie de l'analyseur de flamme puisse arrêter le système de chaudière avant qu'une concentration

dangereuse de combustible non brûlé et/ou de vapeurs puis-

se s'accumuler. Ce temps est ce qu'on appelle le temps de réponse à la disparition de la flamme, ou en abrégé j.ç==nmr An<i- quventLljfllO5ée par des orga7 -! 4,

1- - Y

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tie du capteur de flamme, mais ce filtrage ne doit pas conduire à un temps de réponse du filtre qui dépasse le temps de réponse à la disparition de la flamme qui est

acceptable.

Dans les installations à plusieurs brûleurs, un problème inverse peut apparaître. Dans ces installations, un capteur de flamme qui contrôle la flamme de l'un des divers brûleurs est exposé à la fois au rayonnement direct provenant du brûleur contrôlé et au rayonnement de fond provenant des autres brûleurs de la chaudière. Dans ces systèmes, l'analyseur de flamme doit être capable de distinguer les impulsions produites par une flamme réelle

des impulsions qui peuvent être produites par ce rayonne-

ment de fond.

L'invention comprend un procédé d'analyse et d'évaluation d'impulsions produites par le capteur de

flamme, pour déterminer si une flamme est présente ou non.

L'invention offre un analyseur de flamme dont les perfor-

mances sont notablement améliorées par-rapport à celles

des circuits analyseurs de flamme des types de l'art anté-

rieur. Dans l'invention, les impulsions qui sont produi-

tes par un capteur de flamme contrôlant une flamme de brûleur sont traitées de telle manière que toutes les impulsions qui apparaissent pendant l'intervalle de temps TRDF immédiatement précédent sont comptées avec un poids égal, tandis que toutes les impulsions qui sont produites à l'extérieur de cet intervalle ne sont pas comptées et ont un poids égal à zéro. Ceci s'oppose aux circuits du type filtre décrits précédemment qui ont été utilisés dans l'art antérieur. Dans ces filtres, les impulsions produites par un capteur de flamme sont pondérées de façon non linéaire en fonction de l'instant auquel elles apparaissent. Par exemple, dans un filtre du type RC ayant

une réponse exponentielle, les impulsions qui sont appa-

rues plus récemment reçoivent un poids supérieur à celles qui sont apparues il y a plus longtemps. On a découvert que ceci était défavorable et qu'on pouvait fortement améliorer les performances d'un analyseur de flamme en

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accordant un poids égal à toutes les impulsions qui sont

apparues pendant l'intervalle TRDF précédent.

Un autre inconvénient des circuits du type fil-

tre consiste en ce que leur temps de réponse s'étend au-

delà de l'intervalle TRDF. Ainsi, une impulsion produite

par un capteur de flamme plus d'un intervalle TRDF au-

paravant donne encore un signal fini, bien qu'atténué, en sortie du circuit de filtrage. Un analyseur de flamme doit produire un signal de sortie d'absence de flamme en une durée ne dépassant pas l'intervalle TRDF, indépendamment

de la présence d'une flamme avant cet intervalle. Un cir-

cuit de filtrage dont le signal de sortie traduit l'exis-

tence d'impulsions apparues avant l'intervalle TRDF est

donc influencé par des événements qui ne devraient abso-

lument pas être pris en considération dans la détermina-

tion de la présence ou de l'absence d'une flamme à l'ins-

tant présent.

Dans l'invention on définit un intervalle, ou "fenêtre temporelle", qui est égal au temps de réponse à

la disparition de la flamme, et on compte le nombre d'im-

pulsions que produit le capteur de flamme pendant la fenêtre temporelle. On déplace dans le temps la fenêtre temporelle en mettant continuellement à jour le total des

impulsions de façon qu'il représente le nombre total d'im-

pulsions produites par le capteur de flamme pendant uni-

quement l'intervalle TRDF précédent. En comparant ce total avec une valeur de seuil, on détermine la présence ou l'absence d'une flamme. Dans le mode de réalisation qui

est décrit ci-après, l'intervalle TRDF et la fenêtre tem-

porelle ont tous deux une longueur de 4 secondes, et on avance la fenêtre temporelle et on calcule un nouveau total

d'impulsions tous les huitièmes de seconde.

Avec l'invention, chaque impulsion apparaissant pendant l'intervalle TRDF immédiatement précédent reçoit un poids égal dans la détermination de la présence d'une flamme. En outre, toute impulsion apparaissant à l'extérieur de la fenêtre temporelle est complètement rejetée dans la

détermination de la présence d'une flamme. De ce fait, l'in-

9, vention permet d'obtenir des performances notablement meilleures que celles des analyseurs de flamme de l'art antérieur, en particulier dans certaines situations, comme dans le cas des chaudières à plusieurs brûleurs, o un capteur de flamme est exposé au rayonnement de fond qui

provient d'autres brûleurs, et dans le cas des installa-

tions de brûleur dans lesquelles le capteur de flamme pro-

duit des impulsions à cadence lente.

Outre le procédé fondamental d'évaluation de flamme décrit ci-dessus, le mode de réalisation qui est décrit utilise plusieurs critères supplémentaires pour déterminer si une flamme est présente. En plus d'un total d'impulsions accumulé sur l'intervalle TRDF précédent, le mode de réalisation décrit calcule une moyenne à long terme du nombre d'impulsions que produit le capteur de

flamme sur un intervalle précédent plus long que l'inter-

valle TRDF. Dans le mode de réalisation considéré, cette moyenne à long terme est totalisée sur 32 secondes. Si la

cadence d'impulsions moyenne sur l'intervalle de 32 secon-

des précédent tombe à n'importe quel instant au-dessous de

la cadence d'impulsions de seuil choisie, le mode de réa-

lisation qui est décrit détermine qu'il y a eu une dispa-

rition de flamme. De plus, le mode de réalisation décrit contrôle les impulsions que reçoit le capteur de flamme et si aucune impulsion n'est reçue pendant un intervalle égal à l'intervalle TRDF, l'analyseur détermine qu'il y a eu une disparition de flamme et il produit immédiatement

un signal indiquant une absence de flamme.

Le mode de réalisation décrit nécessite en outre

que le nombre d'impulsions dépasse d'un facteur prédéter-

miné la valeur de seuil choisie pour indiquer que la

flamme a été allumée, c'est-à-dire pour passer d'une condi-

tion d'absence de flamme à une condition de présence de flamme. Grâce à ceci, le signal de flamme n'oscille pas entre un état d'absence de flamme et un état de présence de flamme pendant la période qui correspond à l'allumage du brûleur. Dans le mode de réalisation considéré, le nombre d'impulsions total accumulé sur l'intervalle TRDF précédent doit dépasser 2,5 fois la valeur de seuil avant qu'il y ait détermination de l'existence d'une condition

de présence de flamme.

On va maintenant considérer la figure 1 qui est un schéma synoptique d'un circuit qu'on peut utiliser pour

mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment afin d'éva-

luer un signal de sortie d'un capteur de flamme. Le cir-

cuit qui est représenté sur la figure 1 comporte un pro-

cesseur numérique 20. Les fonctions du processeur 20 peu-

vent être accomplies par de nombreux types différents

d'équipements d'informatique, parmi lesquels des micro-

processeurs. Il existe dans le commerce de nombreux micro-

processeurs qu'on peut utiliser pour mettre en oeuvre l'in-

vention, et les principes généraux relatifs à la réalisa-

tion et au fonctionnement de ces microprocesseurs sont

bien connus.

On peut par exemple utiliser dans le cadre de l'invention le microprocesseur SC/MP II de la firme National Semiconductor. C'est ce microprocesseur qui est

utilisé dans le mode de réalisation préféré décrit ici.

Le microprocesseur SC/MP II est bien connu et facilement disponible, et une documentation très complète sur sa structure et son fonctionnement a été publiée. Pour cette

raison, on n'envisagera pas davantage ci-après la struc-

ture et le fonctionnement détaillés du processeur 20.

D'autres processeurs numériques et microprocesseurs peu-

vent être utilisés dans le cadre de l'invention, et, à

partir de la description faite ici du mode de réalisa-

tion préféré, l'homme de l'art pourra facilement mettre en oeuvre l'invention avec un processeur autre que celui qui est décrit. On ne doit donc pas considérer que la

description d'un microprocesseur particulier en relation

avec le mode de réalisation décrit constitue une limita-

tion de l'invention.

L'échange des données avec le processeur 20

s'effectue par un bus de données à 8 bits, 22. Les cir-

cuits vers lesquels ou à partir desquels les données doivent être transférées sont désignés par des signaux

que le processeur 20 applique sur un bus d'adresse 24.

Dans le mode de réalisation qui est décrit, le bus d'adres-

se 24 comporte 12 lignes représentant 12 bits d'informa-

tion d'adresse. Les 4 bits inférieurs du bus de données 22 peuvent également être utilisés pour l'information

d'adresse pendant certains cycles. Les signaux qui pro-

viennent des 3 bits de fort poids du bus d'adresse 24 sont appliqués à un décodeur d'adresse 26, en compagnie d'autres signaux qui proviennent directement du processeur 20. Le décodeur d'adresse présente alors sur sa sortie

plusieurs signaux différents de sélection de puce qui dé-

signent le circuit qui doit être validé pendant chaque

cycle du processeur.

Le décodeur d'adresse 26 fournit également, d'une manière similaire,deux signaux d'horloge qui sont respectivement appliqués sur les entrées d'horloge d'un réseau de bascules à 10 bits, 28, et d'une bascule 29

qui fournit un signal d'alarme marginale.

Dix bits d'information d'adresse qui proviennent du bus d'adresse 24 sont appliqués aux entrées du réseau de bascules 28 et le signal d'horloge qui provient du décodeur 26 est utilisé pour introduire ces données dans le réseau de bascules. Le réseau de bascules 28 fournit un signal analogique en association avec des résistances 76, 78 et 82, pour attaquer un appareil de mesure qui fournit une indication de la qualité de la flamme, comme

on le décrira ci-après en détail. En transférant l'infor-

mation vers le circuit de bascules 28 par le bus d'adresse 24, l'ensemble des 10 bits peut être transféré en une seule opération. Si ces données étaient transférées par

le bus de données à 8 bits, 22, deux cycles du micropro-

cesseur seraient nécessaires pour transférer l'ensemble

des 10 bits.

Les données d'adresse présentes sur le bus

d'adresse 24 sont également appliquées aux entrées d'adres-

se d'une mémoire morte 30 et d'une mémoire vive 32. La mémoire morte 30 contient des données de programme sous l'effet desquelles le processeur 20 accomplit les opérations

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désirées pour commander correctement le reste des circuits de l'analyseur de flamme. Lorsqu'on doit lire des données dans la mémoire morte 30, le décodeur d'adresse 26 applique un signal de sélection de puce -à la mémoire morte 30 et sous l'effet de l'adresse présente sur le bus d'adresse 24, cette mémoire applique les données appropriées au bus

de données 22 à partir duquel elles sont lues par le pro-

cesseur 20. Dans le mode de réalisation qui est décrit, la mémoire morte 30 contient approximativement 2K mots de

8 bits.

La mémoire vive 32 est une mémoire dans laquelle le processeur 20 peut enregistrer temporairement des

données puis les récupérer. De façon similaire à la mémoi-

re morte 30, la mémoire vive 32 est adressée par le signal de sélection de puce approprié provenant du décodeur 26

et par des données d'adresse présentes sur le bus d'adres-

se 24. La mémoire vive 32 reçoit également un signal de

lecture/écriture provenant du processeur 20 pour indi-

quer si des données doivent être lues ou écrites dans la mémoire vive. Le processeur 20 est également associé

à d'autres circuits qui sont nécessaires au bon fonc-

tionnement des microprocesseurs et qui sont bien connus, comme un circuit d'alimentation, un oscillateur d'horloge

33, et un circuit de restauration à la mise sous tension.

Du fait que ces circuits sont bien connus, ils ne sont

pas représentés sur la figure 1, dans un but de clarté.

Le processeur 20 reçoit de la manière suivante le signal qui provient des détecteurs de flamme de la chaudière. Le signal provenant d'un détecteur de flamme est appliqué à un amplificateur de détecteur de flamme

36 qui comporte des circuits qui filtrent le signal de sor-

tie du détecteur de flamme, qui amplifient ce signal et qui le convertissent en un niveau numérique. On peut, si on le désire, utiliser un second détecteur de flamme. Dans ce cas, le signal provenant du second détecteur de flamme serait appliqué à un second amplificateur de signal de flamme 38. Les signaux de sortie des amplificateurs 36 et 38 sont appliqués à une porte NON-OU 40 qui combine ces 13. deux signaux. Le signal de sortie de la porte NON-OU 40 passe à l'état bas sous l'effet d'une impulsion provenant

de n'importe quel détecteur de flamme.

Le signal de sortie de la porte NON-OU 40 est normalement appliqué à un multivibrateur monostable 44 par un multiplexeur 42. La fonction du multiplexeur 42

est décrite ci-après. Sous l'effet d'une impulsion prove-

nant de l'un des détecteurs de flamme, le multivibrateur monostable 44 est déclenché et son signal de sortie passe à l'état haut pendant une durée prédéterminée. Dans le

mode de réalisation qui est décrit, la période du multi-

vibrateur monostable 44 est d'environ 120 Ms, et ce mul-

tivibrateur est de préférence d'un type non redéclencha-

ble.

En utilisant les impulsions de sortie des détec-

teurs de flamme pour déclencher un multivibrateur monosta-

ble, on réduit ou on élimine les effets des variations de la largeur des impulsions qui proviennent des détecteurs

de flamme. Ceci diffère de ce qui se passe lorsqu'on uti-

* lise un circuit classique du type filtre. Par exemple, dans un circuit de filtrage caractéristique du type RC, une impulsion qui est deux fois plus longue qu'une autre impulsion charge le circuit RC pendant une plus longue durée. Il en résulte qu'une impulsion longue est plus fortement pondérée dans la moyenne finale qu'une impulsion courte. Du fait qu'une seule "vacillation" de la flamme

fait généralement apparaître à la fois des impulsions lon-

gues et courtes en sortie des détecteurs de flamme, la

seule différence résidant dans la longueur de la "vacilla-

tion", cette pondération inégale est défavorable.

Sous l'effet d'une impulsion provenant de l'un - des détecteurs de flamme, le multivibrateur monostable 44 produit une impulsion sur sa sortie. Cette impulsion est appliquée sur l'entrée d'horloge d'un compteur à 8 bits 46, et elle est également appliquée sur l'entrée de "détection" du processeur 20, pour des raisons indiquées ci-après. Ainsi, le compteur 46 est incrémenté sous l'effet des impulsions qui proviennent des détecteurs de flamme. Les

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8 signaux de sortie du compteur 46 sont appliqués aux en-

trées d'un multiplexeur à 8 bits, 48, du type 2/1, et le

processeur 20 lit périodiquement la valeur qui est conte-

nue dans le compteur 46. Pour lire la valeur contenue dans le compteur 46, le processeur 20 applique des signaux au décodeur d'adresse 26 qui applique lui-même des signaux

d'entrée de validation et de sélection au multiplexeur 48.

Le multiplexeur 48 sélectionne les signaux d'entrée pro-

venant du compteur 46 et il applique ces signaux au bus de données 22 sur lequel ils sont lus par le processeur 20.

Le second ensemble de 8 signaux d'entrée appli-

qués au multiplexeur 48 comprend les signaux suivants.

On utilise trois ensembles de trois interrupteurs pour sélectionner le niveau de seuil qu'utilise le processeur

pour déterminer la qualité de la flamme. Un ensemble d'in-

terrupteurs de seuil marginal 50 sélectionne une valeur

parmi plusieurs pour un seuil marginal. La valeur sélec-

tionnée est appliquée au multiplexeur 48 par les lignes 52. Deux ensembles supplémentaires de 3 interrupteurs, 54 et 56 sélectionnent deux valeurs de seuil qui sont appelées seuils "A" et "B". Les seuils A et B peuvent êtresélectionnés indépendamment parmi 8 valeurs pour chaque seuil. Les 3 lignes provenant de chaque ensemble

d'interrupteurs 54 et 56 sont appliquées à un autre mul-

tiplexeur 58 du type 2/1.

Un signal d'entrée de sélection A/B présent sur

une ligne 60 est appliqué au multiplexeur 58 et il déter-

mine la valeur de seuil que sélectionne le multiplexeur 58. Le signal de sélection de seuil A/B est fourni de façon

caractéristique par le système de commande de brûleur. Cer-

tains systèmes n'utilisent qu'un seul seuil, auquel cas la

possibilité de sélection de seuil A/B n'est pas utilisée.

Dans d'autres installations, on peut utiliser une valeur de seuil différente, par exemple pour déterminer la qualité de la flamme pilote et la qualité de la flamme du brûleur

principal. Dans un tel cas, le système de commande de brû-

leur appliquerait le signal approprié sur la ligne 60 pour

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sélectionner le seuil correct au cours de différentes

périodes de fonctionnement de la chaudière.

Les interrupteurs de seuil A et B sélectionnent une valeur qui correspond au nombre d'impulsions au-dessous duquel on décide qu'une flamme est de qualité inacceptable. Dans le mode de réalisation qui est décrit, les ensembles d'interrupteurs 54 et 56 effectuent une sélection parmi

8 valeurs de seuil possibles indiquant le nombre d'impul-

sions qui doivent être reçues à partir du tube détecteur

de flamme pendant l'intervalle TRDF précédent, pour indi-

quer une flamme acceptable. Dans le mode de réalisation

considéré, la valeur la plus faible est égale à 1 impul-

sion par seconde et les valeurs successives augmentent dans un rapport de 2, si bien que la plage des valeurs 0 7

de seuil s'étend de 2 à 2. Bien entendu, d'autres pla-

ges et/ou des valeurs de seuil supplémentaires peuvent

être sélectionnées ou nécessairespour différentes appli-

cations. L'ensemble d'interrupteurs de seuil marginal 50 sélectionne une valeur d'incrément qui est additionnée au seuil sélectionné par les ensembles d'interrupteurs 54

et 56 pour définir une plage d'alarme marginale.

Si le nombre d'impulsions provenant des tubes détecteurs de flamme tombe à une valeur comprise entre la valeur de seuil et la valeur de seuil marginale, l'analyseur de flamme fournit un signal de sortie d'alarme marginale en positionnant la bascule 61 pour indiquer que la qualité de la flamme s'approche du niveau de seuil. Dans le mode

de réalisation qui est décrit, le rapport d'alarme mar-

O 4

ginale a 5 valeurs possibles allant de 2 à 24, chaque valeur successive différant dans un rapport de 2. Le seuil marginal est égal au seuil sélectionné par les ensembles d'interrupteurs 54 ou 56 multiplié par le facteur qui est

sélectionné par l'ensemble d'interrupteurs de seuil margi-

nal 50.

Les signaux qui proviennent des interrupteurs de seuil marginal 50 et du multiplexeur 58 constituent 6 des 8 seconds signaux d'entrée du multiplexeur 48. L'un

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des signaux restants est fourni par un commutateur de sélection de TRDF, 62. Le commutateur 62 connecte une entrée du multiplexeur 48 soit à la tension d'alimentation, soit à la ligne 67 qui est normalement à l'état bas, comme il est décrit ci-après. Le commutateur 62 sélectionne le temps de réponse à la disparition de la flamme, et il effectue généralement une sélection entre les valeurs

d'une seconde et de quatre secondes qui correspondent res-

pectivement aux règlements européens et américains. Le der-

nier signal d'entrée du multiplexeur 48 est un signal de "contrôle" qui met hors fonction les signaux de sortie de présence de flamme et d'alarme marginalemais qui permet à l'analyseur de flamme de fonctionner normalement par ailleurs. On utilise ceci pour le dépannage de l'analyseur et du brûleur de la chaudière, ainsi que pour mettre l'analyseur hors fonction pendant certaines séquences de commande au cours du fonctionnement normal du brûleur de

la chaudière.

Pour vérifier que le tube détecteur de flamme et les circuits électroniques fonctionnent correctement, on ferme périodiquement un obturateur qui est placé entre le détecteur et la flamme. Pendant ce temps, le processeur

contrôle les signaux de sortie des détecteurs de flamme.

S'il apparaît des signaux qui indiquent que le tube détec-

teur de flamme produit des impulsions même lorsque l'obtu-

rateur est fermé, le processeur détecte cette condition et il produit un signal de sortie d'absence de flamme. Ceci pourrait par exemple se produire dans le cas d'un tube

détecteur "emballé" ou d'un obturateur bloqué.

Dans le mode de réalisation qui est décrit, l'ob-

turateur du détecteur de flamme est fermé pendant une

"période de test" d'une demi-seconde toutes les 4 secondes.

On effectue ceci en appliquant un signal présent sur la sortie "indicateur n01" du processeur 20 à un amplificateur d'obturateur 64 qui actionne le mécanisme de l'obturateur de détecteur de flamme. Pendant le premier huitième de

seconde de chaque période de test, on laisse le tube détec-

teur de flamme passer à l'état de repos. Pendant cette durée initiale d'un huitième de seconde, le fonctionnement du multivibrateur monostable 44 et du compteur 46 est bloqué, de la manière décrite ci-après. On contrôle ensuite l'état du compteur pendant les trois derniers huitièmes de seconde de chaque période de test, et,si les détecteurs de flamme produisent une ou plusieurs impulsions pendant

trois périodes de test consécutives, le processeur déter-

mine qu'il y a eu une panne d'obturateur ou de tube dé-

tecteur de flamme. On garantit de cette manière un fonction-

nement sûr des détecteurs de flamme. Si l'obturateur vient

à se bloquer à l'état fermé ou si les détecteurs de flam-

me fonctionnent de façon défectueuse en ne produisant aucune impulsion ou moins qu'il devrait y en avoir, le

système fait une erreur qui va dans le sens de la sécu-

rité en déterminant la qualité de la flamme, ou il passe à l'arrêt si aucune impulsion n'est produite. Ainsi, les

défauts de fonctionnement de l'obturateur et des détec-

teurs de flamme ne peuvent pas faire apparaître une situa-

tion dangereuse.

- Le processeur 20 procède de la manière suivante pour contrôler le bon fonctionnement du multivibrateur monostable 44 et du compteur 46. Le signal qui provient

des détecteurs de flamme est normalement appliqué au mul-

tivibrateur monostable 44 par le multiplexeur 42. Le signal d'entrée de sélection du multiplexeur 42 apparaît sur la sortie "indicateur n02" du processeur 20. Un second

signal d'entrée appliqué au multiplexeur 42 provient direc-

tement du processeur 20 et est prélevé sur la sortie série

du microprocesseur. Pendant la première partie de la pé-

riode de test, le signal de la sortie "indicateur n02" du processeur 20 change d'état, si bien que le processeur peut maintenant déclencher directement le multivibrateur monostable 44. Le processeur lit alors la valeur contenue dans le compteur 46. Le processeur 20 déclenche ensuite le multivibrateur monostable 44 en produisant le signal approprié sur sa sortie série. Au bout d'un retard de 22 jus, le multivibrateur monostable reçoit un nouveau

signal de déclenchement pour vérifier qu'il ne se redéclen-

1,8

che pas. Si le multivibrateur monostable est redéclencha-

ble, la seconde impulsion de déclenchement prolonge sa longueur d'impulsion de sortie de 22 ps. Le processeur 20

mesure la durée du signal de sortie du multivibrateur monos-

table 44, qui est appliqué sur l'entrée de détection du processeur, pour vérifier que la longueur d'impulsion du multivibrateur monostable 44 est correcte. Après la fin

de l'impulsion de sortie provenant du multivibrateur monos-

table 44, la valeur contenue dans le compteur 46 est à

- nouveau contrôlée pour déterminer qu'elle a été incrémen-

tée correctement d'une unité. De cette manière, le proces-

seur contrôle le fonctionnement du multivibrateur monos-

table et du compteur à 8 bits.

Le bon fonctionnement des interrupteurs de seuil et du commutateur de TRDF sont également contrôlés pendant

la période de fermeture de l'obturateur des détecteurs.

Pendant la période de 3,5 secondes pendant laquelle il n'y a pas de test, le signal de la sortie "indicateur

n0l"du processeur 20 est à l'état haut. Ce signal est in-

versé par un inverseur 66 pour produire un signal à l'état bas sur la ligne 67 et il est appliqué aux bornes communes

des interrupteurs de seuil 50, 54 et 56. Le signal de sor-

tie de l'inverseur 66 est également appliqué par la ligne

67 à la borne "4 secondes" du commutateur de TRDF 62.

Les trois lignes qui désignent chacune des trois valeurs de seuil, branchées aux multiplexeurs 48 et 58, reçoivent la tension d'alimentation par des résis-_ tances respectives 68. Lorsque l'interrupteur de seuil qui est associé à l'une de ces lignes est ouvert, le signal

d'entrée correspondant du multiplexeur est à l'état haut.

Lorsque l'interrupteur de seuil est fermé, l'entrée du

multiplexeur est connectée à la ligne 67 par l'intermédiai-

re de l'interrupteur de seuil et elle passe à l'état bas.

Les ensembles d'interrupteurs de seuil 50, 54 et 56 sont de préférence réalisés à l'aide d'un type d'interrupteur qui ne peut pas présenter de défaut en court-circuit,

comme un commutateur à roues codeuses à circuit imprimé.

Si l'interrupteur présente un défaut en circuit ouvert, ce 19. qui peut résulter par exemple d'une contamination des contacts de l'interrupteur, il en résulte une valeur de seuil plus élevée. Bien que ceci puisse entraîner un

arrêt du système de brûleur, il n'apparaît pas de condi-

tions dangereuses. Bien que les interrupteurs de seuil eux-mêmes ne puissent pas présenter un défaut en court-circuit, il

peut apparaître d'autres défauts qui entraînent un main-

tien à l'état bas d'un ou plusieurs signaux de seuil qui sont appliqués au processeur 20. C'est par exemple le cas

si la sortie de l'un des multiplexeurs est mise en court-

circuit à la masse. Dans ce cas, la valeur de seuil qui est indiquée au processeur 20 serait inférieure à la valeur réellement sélectionnée, ce qui pourrait entraîner une condition dangereuse. Pour se protéger contre cette possibilité, le processeur 20 fait passer à l'état bas le signal qui est appliqué à l'inverseur 66, pendant la période de test. Le signal de sortie de l'inverseur 66 passe alors à l'état haut, ce qui fait passer à l'état haut toutes les lignes qui partent des interrupteurs de seuil. Le processeur 20 lit les signaux de sortie du multiplexeur 48 pendant la période de test et si un ou

plusieurs des bits sont à l'état bas, le processeur dé-

termine qu'il existe un défaut et il produit un signal

de sortie d'absence de flamme.

Le signal de sortie de l'inverseur 66 est éga-

lement appliqué au commutateur 62 par la ligne 67. Ainsi,

pendant les périodes de test, le signal de temps de répon-

se à la disparition de la flamme provenant de l'interrup-

teur 62 doit être à l'état haut. Ceci protège contre un court-circuit à la masse du commutateur 62. Le défaut

consistant en un maintien à l'état haut du signal pro-

venant du commutateur 62 n'est pas détecté. Cependant, cette condition ne peut entraîner qu'un temps de réponse à la disparition de la flamme plus court et n'entraîne

pas une condition dangereuse.

Le processeur 20 produit un signal de sortie destiné à attaquer un dispositif d'affichage original du type "graphique de barres" qui indique la qualité de la flamme. Ce dispositif est représenté sur la figure 2 et

est décrit en détail ci-après. Les signaux que le proces-

seur 20 applique au dispositif d'affichage à graphique de barres se présentent sous la forme de signaux modulés en largeur d'impulsion. Le processeur 20 présente ces signaux sur sa sortie série et il les applique à une porte NON-OU 43 par un inverseur 41. Le signal provenant de la sortie "indicateurwn02" du processeur 20 est également appliqué à la porte NON-OU 43. Le signal de la sortie "indicateur n02" est normalement à l'état haut et les signaux qui proviennent de la sortie série sont transmis par la porte NON-OU 43 vers le dispositif d'affichage à graphique de

barres par un inverseur 45. Comme il a été indiqué pré-

cédemment, le signal de la sortie "indicateur n02" passe à l'état bas pendant les périodes de test pour permettre

à la sortie série du processeur 20 de déclencher direc-

tement le multivibrateur monostable 44. Lorsque ceci se produit, la sortie de l'inverseur 41 passe à l'état haut,

ce qui invalide la porte- NON-OU 43 et évite que les im-

pulsions de test du multivibrateur monostable soient

transmises au dispositif d'affichage à graphique de barres.

En plus du signal qui est appliqué au dispositif d'affichage à graphique de barres, l'analyseur de flamme produit un signal qui fournit une indication de la qualité de la flamme par l'intermédiaire d'un appareil de mesure

analogique classique. Le processeur 20 applique périodique-

ment des signaux au réseau de bascules à 10 bits 28, par l'intermédiaire du bus d'adresse 24, et ces signaux sont introduits dans le réseau de bascules s'ous l'effet d'un signal d'horloge. Chacune des sorties Q1 à Q10 des bascules est connectée à un noeud 74 par l'intermédiaire d'une résistance respective 76. Une résistance 78 connecte le noeud 74 à la source de tension d'alimentation. Une borne d'un appareil de mesure analogique 80 est connectée au noeud 74 et une seconde borne de l'appareil de mesure est connectée à la source de tension d'alimentation par une résistance 82. Dans le mode de réalisation qui est décrit, l'appareil de mesure 80 neut être un

voltmètre indiquant 3 volts en bout d'échelle.

Le mode de réalisation de l'invention décrit est conçu de façon à fonctionner avec un système de commande de brûleur utilisant un signal d'horloge de

système à basse fréquence. La fréquence du signal d'hor-

loge est de façon caractéristique un multiple entier de la fréquence du secteur, qui est de 60 Hz dans le mode de réalisation décrit. Comme le montre la figure 1, un signal

d'horloge à 120 Hz est appliqué à un multivibrateur monos-

table 84. Le signal de sortie du multivibrateur monostable 84 est appliqué sur l'entrée d'interruption du processeur et il fournit un signal de temps réel que le processeur utilise pour la synchronisation de ses opérations. Le multivibrateur monostable 84 a de préférence un rapport cyclique élevé, qui est de façon habituelle de 90%

à 95%, et il est non redéclenchable pour réduire la sen-

sibilité du système aux transitoires de bruit présents

dans le signal d'horloge du système.

Dans le mode de réalisation considéré, le sys-

tème de commande de brûleur fournit un signal carré à

Hz, qui est synchrone du signal d'horloge à 120 Hz.

La bascule 88 reçoit sur son entrée d'horloge le signal de la sortie "indicateur n03" du processeur 20. La sortie de la bascule 88 fournit un signal de sortie de présence de flamme ou d'absence de flamme qui indique si la qualité de la flamme est supérieure ou non au niveau de seuil. Le

signal de flamme est produit de la manière suivante.

Sous l'effet d'une impulsion provenant du multi-

vibrateur monostable 84, qui est appliquée sur l'entrée d'interruption du processeur 20, le processeur incrémente son horloge de temps réel et il décide ensuite si une flamme est présente, en se basant sur les valeurs courantes

du total sur 4 secondes et de la moyenne sur 32 secondes.

Si le processeur détermine qu'une flamme est présente, la sortie "indicateur n03" applique un signal d'horloge à la

bascule 88. Cette séquence se produit pour chaque demi-

cycle du signal carré à 60 Hz. Ainsi, si une flamme est pré-

22 2459943

sente, le signal qui provient de la bascule 88 est un signal carré à 60 Hz qui est synchronisé sur le signal d'horloge du système à 60 Hz et est retardé par rapport à ce signal d'horloge. Si le processeur 20 détermine qu'une flamme n'est pas présente, la sortie "indicateur n03" ne change

pas d'état et la bascule 88 ne reçoit pas de signal d'hor-

loge. Le signal résultant en sortie de la bascule 88 est un signal qui est continuellement à l'état haut ou à l'état bas. En utilisant ce procédé pour produire un signal de flamme, un signal de présence de flamme ne peut pas être produit par erreur sous l'effet d'un circuit ouvert ou d'un court-circuit dans l'un des circuits logiques qui interviennent. On va maintenant considérer la figure 2 qui représente un circuit d'affichage à graphique de barres qui peut être attaqué par le circuit analyseur de flamme qui est représenté sur la figure 1. Comme il a été indiqué précédemment, les signaux provenant du processeur 20 apparaissent sous la forme de signaux modulés en largeur d'impulsion sur la ligne 47. Ces signaux sont appliqués

sur les entrées d'horloge de deux multivibrateurs monosta-

bles 104 et 106, ainsi que sur l'entrée série d'un regis-

tre à décalage 108. Le registre à décalage 108 est un registre à décalage à 8 bits du type à entrée en série et sortie en parallèle. Le signal de la sortie Q8 du registre à décalage 108 est appliqué sur l'entrée série d'un second registre à décalage 110 de structure similaire à celle du

registre à décalage 108. Les signaux d'horloge des regis-

tres à décalage 108 et 110 sont constitués par le signal

de la sortie Q du multivibrateur monostable 106.

Dix diodes électroluminescentes 112 sont branchées chacune sur une des 5 premières sorties Q1 à Q5 de chacun des registres à décalage 108 et 110. Une résistance de limitation de courant 114 est branchée en série avec chaque diode

électroluminescente et connecte la diode électrolumines-

cente à une ligne 116. La ligne 116 est connectée à la bor-

ne de collecteur d'un transistor Darlington 118 qui connecte la ligne 116 à la masse sous l'effet des signaux qui sont

23 2459943

appliqués sur sa base. Le transistor Darlington 118 est commuté à l'état conducteur et bloqué par le signal de la

sortie Q du multivibrateur monostable 104, qui est appli-

qué sur la borne de base du transistor Darlington 118 par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant 120. Le dispositif d'affichage à graphique de barres qui est représenté sur la figure 2 fonctionne de la manière

suivante. Les données à afficher par le dispositif d'affi-

chage à graphique de barres sont transmises sur la ligne

47 sous forme de signaux modulés en largeur d'impulsion.

Chaque bit à afficher est représenté par une impulsion et

la largeur de l'impulsion détermine si la diode électro-

luminescente correspondante doit etre éclairée. Dans le mode de réalisation considéré, des impulsions courtes représentent des diodes électrolumescentes éclairées et

ont une longueur d'environ 100 jus, et des impulsions lon-

gues représentent des diodes électroluminescentes non éclairées et ont une longueur d'environ 200 lis. Le signal présent sur la ligne 47 est à l'état haut au repos et les impulsions qui sont transmises vers le dispositif d'affichage à graphique de barres ont un niveau bas. Les deux multivibrateurs monostables sont déclenchés par des fronts descendants et ils sont donc déclenchés par le front avant de chaque impulsion. Au bout de 150 Us, le multivibrateur monostable 106 arrive à la fin de sa durée de temporisation et sa sortie Q retourne à l'état haut ce qui applique un signal d'horloge aux registres à décalage

108 et 110. Si le signal présent sur la ligne 47 repré-

sente une diode électroluminescente éteinte, ce signal

sera toujours à l'état bas au moment o le multivibra-

teur monostable arrive à la fin de sa durée de temporisa-

tion; et un "0" sera introduit par le signal d'horloge dans le premier étage du registre à décalage 108. Si le signal représente une diode électroluminescente éclairée,

ce signal sera retourné à l'état haut au moment o le re-

gistre à décalage 108 recevra un signal d'horloge et un "1" sera introduit par le signal d'horloge dans le registre à

24 2459943

décalage 108. De cette manière, la largeur des impulsions présentes sur la ligne 47 détermine les valeurs numériques

que le signal d'horloge introduit dans les étages des re-

gistres à décalage 108 et 110.

La période du multivibrateur monostable 104 est d'environ 5 ms. Le multivibrateur monostable 104 est de préférence non redéclenchable et il est déclenché par le front avant de chaque train d'impulsions, ce qui fait passer sa sortie Q à l'état bas. Ceci met hors fonction

les diodes électroluminescentes 112 de l'affichage pen-

dant les périodes au cours desquelles les données sont introduites et décalées dans les registres à décalage

108 et 110. Dans le mode de réalisation considéré, le dis-

positif d'affichage à graphique de barres affiche plusieurs

types différents de données. Normalement, lorsque la qua-

lité de la flamme est acceptable, une barre continue de

diodes électroluminescentes éclairées représente la qua-

lité de la flamme. Lorsque la qualité de la flamme tombe au-dessous du seuil marginal, l'analyseur de flamme

continue à afficher une barre de diodes électroluminescen-

tes qui représente la qualité de la flamme et, en outre,

l'analyseur de flamme fait clignoter la diode électrolu-

minescente qui correspond à la valeur du seuil marginal.

Ceci indique à la fois que la qualité de la flamme est

marginale et la marge existante sur la qualité de la flamme.

On utilise également le dispositif d'affichage à graphique de barres de la figure 2 pour fournir une information de

diagnostic dans le cas o on détecte un défaut de fonc-

tionnement dans les circuits de l'analyseur de flamme. Le dispositif d'affichage à graphique de barres présente différentes configurations sous l'effet de la détection de différents défauts, pour fournir une indication du

défaut particulier qui a arrêté le système de chaudière.

Cette information de diagnostic est très utile pour décou-

vrir et corriger le défaut, en particulier lorsque le défaut est intermittent ou est masqué par le processus

d'arrêt du système de chaudière.

On va maintenant considérer les figures 3 à 6 qui représentent différents diagrammes qui illustrent un type de procédure que peut accomplir l'analyseur de flamme pour

évaluer la qualité de la flamme.

Comme il a été indiqué précédemment, pendant 3,5 secondes de chaque période de 4 secondes, l'analyseur de flamme évalue continuellement la qualité de la-flamme en se basant sur les signaux de sortie du détecteur de

flamme et sur les valeurs de seuil sélectionnées. Pen-

dant 0,5 seconde au cours de chaque période de 4 secondes, l'obturateur du détecteur est fermé pour vérifier le bon fonctionnement du tube détecteur. Pendant cette période de 0,5 seconde, on vérifie le fonctionnement du détecteur,

du compteur, du multivibrateur monostable et de l'obtura-

teur. Chaque segment de 4 secondes est en outre divisé en intervalles d'un huitième de seconde. L'analyseur de flamme peut accomplir une procédure,parmi plusieurs,au cours de chaque intervalle d'un huitième de seconde. La figure 3 représente de façon générale les opérations

qu'accomplit l'analyseur de flamme pendant chacun des in-

tervalles d'un huitième de seconde d'une période de 4 secondes. Ces opérations sont représentées sur les figures d et 5 et on les décrira ciaprès de façon plus détaillée en relation avec ces figures. Pendant les 3, 5 premières

secondes de chaque période de 4 secondes, le système ana-

lyseur de flamme lit périodiquement les signaux de sortie du compteur et il calcule la qualité de la flamme en se

basant sur le nombre d'impulsions reçues. L'analyseur cal-

cule un total d'impulsions sur 4 secondes-et une moyenne sur 32 secondes, et,si ces valeurs indiquent une qualité de flamme inacceptable, l'analyseur de flamme produit un signal de sortie d'absence de flamme. Ceci est effectué par une opération de "contrôle de flamme", correspondant à la case 200a, dont la réalisation demande 1/8 seconde Comme le montre la figure 3, l'opération de contrôle de flamme qui est représentée par la case 200a est répétée

27 fois sur une période de 3 secondes et trois huitièmes.

Après la 27ième itération de la case 200a, l'analyseur de

26 2459943

flamme passe à la case 200b. Dans la case 200b, l'opéra-

tion de contrôle de flamme est accomplie comme dans la case 200a, à l'exception du fait que l'analyseur de flamme émet un signal vers l'obturateur du détecteur pour fermer l'obturateur à la fin de l'intervalle. L'accomplissement

de l'opération correspondant à la case 200b demande 1/8 se-

* cohde. Ainsi, les impulsions de sortie du détecteur de flamme sont contrôlées pendant les 3,5 premières secondes de chaque intervalle de 4 secondes, et une évaluation de la flamme est effectuée à la fin de chaque intervalle de

1/8 seconde.

Après l'émission d'un ordre de fermeture de l'ob-

turateur du détecteur, l'analyseur de flamme laisse passer 1/8 seconde pour permettre à l'obturateur du détecteur de

se fermer et au tube détecteur de passer au repos. Pen-

dant ce temps, l'analyseur vérifie le bon fonctionnement du multivibrateur monostable 44 et du compteur 46, ce qui

correspond à la case 300.

A partir de la case 300, l'analyseur de flamme

passe à la case 400 qui correspond au test du tube détec-

teur et de l'obturateur. Pendant la durée correspondant à la case 400, le signal de sortie du compteur est lu pour vérifier qu'il n'est pas incrémenté. Si le compteur continue à être incrémenté, ceci indique que l'obturateur

est bloqué ou que le tube détecteur est défectueux. L'opé-

ration qui correspond à la case 400 est répétée une fois,

ce qui demande au total 1/4 seconde.

Après que l'opération de la case 400 a été accom-

plie deux fois, l'analyseur de flamme passe à la case 500.

Dans la case 500, la valeur de la qualité de la flamme est contrôlée par rapport au seuil marginal, et un signal d'alarme marginal est produit si le seuil marginal n'est pas atteint. Le sous-programme de test du détecteur est répété pendant la durée correspondant à la case 500. A la

fin de cette durée, l'obturateur est ouvert en prépara-

tion de la période de 4 secondes suivante. L'analyseur-de

flamme retourne ensuite à la case 200a et la séquence d'opé-

rations décrite ci-dessus se répète.

Les figures 4 et b représentent un diagramme qui montre de façon plus détaillée les opérations de la figure 3. Chaque colonne des figures 4 et 5 correspond à l'une des opérations qu'accomplit l'analyseur de flamme aucours de la durée correspondant à l'une des cases de la figure

3. L'exécution de chaque colonne demande donc 1/8 seconde.

Chaque colonne est composée de 15 segments, représentés

par des cases individuelles, au cours desquels une fonc-

tion particulière est accomplie. Chacune des cases qui sont représentées sur les figures 4 et 5 demande 8,33 ms, soit un demi-cycle d'un signal du secteur à 60 Hz. Le

fait d'exécuter de cette manière les opérations corres-

pondant à chaque case permet à l'analyseur de flamme de travailler en synchronisme avec un système de commande de brûleur qui utilise la tension du secteur à 60 Hz en tant

qu'horloge maître.

La figure 6 représente la séquence générale d'opérations qu'accomplit l'analyseur de flamme pendant

chaque intervalle de 8,33 ms. Comme on l'a expliqué pré-

cédemment, le signal d'horloge du système est appliqué

sur l'entrée d'interruption du processeur 20 par l'inter-

médiaire du multivibrateur monostable 84. Le processeur reçoit une interruption toutes les 8,33 ms. Ceci est

représenté par la case 190 sur la figure 6. Le proces-

seur 20 de l'analyseur de flamme accomplit les procédures

suivantes sous l'effet du signal d'entrée d'interruption.

Immédiatement après avoir été interrompu, l'ana-

lyseur de flamme doit déterminer s'il doit appliquer ou

non un signal d'horloge à la bascule de sortie 88 pour pro-

duire un signal de présence de flamme, ce qui correspond à la case 192. Pour cela, l'analyseur de flamme lit une variable d'index qui est enregistrée dans un registre d'état d'analyseur de flamme qui indique si la qualité de

la flamme est acceptable, sur la base des calculs précé-

dents, et si l'analyseur de flamme fonctionne correctement, ce qui est déterminé par les diagnostics du système. Si l'analyseur fonctionne correctement et si la flamme est jugée de qualité acceptable, le processeur 20 fait monter

puis descendre le signal de la sortie "indicateur n33" -

pour faire basculer la bascule de type D 88. Si la qualité de la flamme n'est pas satisfaisante, ou si un défaut a

été détecté, la bascule 88 ne reçoit pas le signal d'horlo-

ge et le signal de sortie indique une condition d'absence

de flamme. Cette procédure prend environ 0,1 ms.

Le processeur met ensuite à jour une horloge interne de temps réel pour traduire le fait que 8,3 ms se sont écoulées depuis la réception du dernier signal d'interruption, ce qui correspond à la case 194. A ce moment, le processeur détermine quelle procédure doit être accomplie pendant le demi-cycle présent du secteur,

et il appelle cette procédure. Les procédures seront dé-

crites ultérieurement de façon détaillée en relation avec les figures 4 et 5. L'entrée d'interruption est invalidée au cours de l'opération qui correspond à la case 194 pour éviter que le processeur soit interrompu par une impulsion de bruit sur la ligne d'horloge du système. L'exécution de l'opération correspondant à la case 194 demande environ

0,5 ms.

Le processeur passe ensuite à l'exécution de la procédure particulière qui est appelée pendant l'intervalle présent, ce qui correspond à la case 196. C'est pendant ce temps que le processeur lit les signaux de sortie du compteur, lit les valeurs de seuil, détermine la qualité

de la flamme et teste les diverses parties du système.

Chacune de ces fonctions sera décrite en détail ci-apzès.

Les procédures sont conçues de façon qu'il ne faille

jamais plus de 6,5 ms, au maximum, pour accomplir une pro-

cédure.

Après la fin de la procédure qui correspond à la

case 196, le processeur valide à nouveau l'entrée d'inter-

ruption et attend le signal d'interruption suivant, ce qui correspond à la case 198. La durée de la case 198 varie en fonction du temps d'exécution de la procédure qui est accomplie dans la case 196. Ainsi, l'ensemble de la série des opérations qui sont représentées sur la figure 6 est accompli en moins de M,33ms et le processeur est prêt à

29 2459943

accomplir l'opération suivante sous l'effet du signal

d'horloge suivant, provenant du système de commande de brû-

leur,qui est appliqué sur l'entrée d'interruption du pro-

cesseur. En retournant aux figures 4 et 5, on note que la colonne de gauche représente les opérations de contrôle de flamme des cases 200a et 200b de la figure 3, au cours

desquelles la qualité de la flamme est évaluée.

La première procédure qui est accomplie au cours

de chaque opération de contrôle de flamme consiste à dépla-

cer la fenêtre temporelle sur laquelle les impulsions sont totalisées et à lire le contenu du compteur 46, ce qui correspond à la case 230. Pour déplacer la fenêtre temporelle, le processeur détermine tout d'abord s'il s'agit du premier intervalle de contrôle de flamme d'un intervalle de 4 secondes. Dans l'affirmative, une nouvelle valeur du contenu du compteur est déterminée, du fait que les procédures de diagnostic ont modifié le contenu du compteur. La fenêtre temporelle est incrémentée de la manière suivante. On calcule le total sur 4 secondes en

additionnant les impulsions qui sont reçues pendant 28 in-

tervalles de 1/8 seconde. (On ne compte aucune impulsion

de flamme pendant 0,5 seconde de chaque période de 4 secon-

de, au cours du contrôle du tube détecteur, de l'obturateur et des circuits de l'analyseur de flamme.) L'analyseur de

flamme comporte 28 registres de mémoire. Chacun de ces re-

gistres contient le nombre d'impulsions qui correspond à-

un intervalle de 1/8 seconde. Un pointeur désigne l'adresse du registre qui correspond à l'intervalle courant. Au début

de chaque intervalle, le pointeur est incrémenté d'un regis-

tre. A ce moment, le registre courant adressé contient le nombre d'impulsions reçues pendant l'intervalle qui est apparu 4 secondes plus tôt. On lit le contenu du registre adressé courant et on le soustrait du total sur 4 secondes précédent qui a été calculé par l'analyseur de flamme. On

met ensuite le registre à zéro.

A la suite de la mise à zéro du registre adressé

2459943

courant, on lit le contenu du compteur et on calcule la

différence entre la valeur présente et la valeur précéden-

te du contenu du compteur. On ajoute cette valeur à la

valeur qui se trouve dans le registre adressé courant.

Pendant la lecture du contenu du compteur, le processeur fait passer son entrée de sélection à l'état bas, ce

qui déconnecte le multivibrateur monostable 44 des détec-

teurs de flamme. Ceci évite que le compteur 46 reçoive un signal d'horloge pendant sa lecture, ce qui pourrait

entraîner la lecture d'une valeur erronée par le proces-

seur.

Le processeur effectue ensuite un test de la mé-

moire morte 30 pour vérifier qu'elle fonctionne correcte-

ment, ce qui correspond à la case 212. Le sous-programme

de diagnostic de la mémoire morte vérifie le fonctionne-

ment de la mémoire par le processus classique du "total de contrôle". La première position de la mémoire morte

contient la valeur de total de contrôle de la mémoire mor-

te, qui est la combinaison selon une fonction OU-EXCLUSIF des données qui se trouvent dans les positions restantes de la mémoire morte. Si un bit quelconque de la mémoire morte change, le total de contrôle change, ce qui signale

un défaut de la mémoire morte.

Ce test vérifie également le bon fonctionnement des 11 bits inférieurs de la ligne d'adresse, du fait que des erreurs d'adressage font également apparaître un total de contrôle incorrect. Pendant chaque cycle de 8,33 ms, huit positions de mémoire de la mémoire morte sont totalisées. Il faut ainsi 32 secondes pour vérifier complètement la totalité de la mémoire morte. Une fois que la mémoire morte a été complètement examinée, le total de contrôle doit avoir une valeur égale à zéro. Dans le cas contraire, il existe un défaut et la valeur appropriée est

chargée dans le registre d'état de l'analyseur de flamme.

Ce registre fait l'objet d'un contrôle périodique, de la

manière décrite ci-après, et,si un défaut existe, l'affi-

chage de diagnostic approprié est chargé dans le dispositif d'affichage à graphique de barres et un signal de sortie

d'absence de flamme est produit.

Après la case 232, l'analyseur de flamme lit

les valeurs de seuil qui sont sélectionnées par les inter-

rupteurs de seuil, ce qui correspond à la case 234. L'ana-

lyseur de flamme détermine les valeurs de seuil et de seuil marginal à partir des interrupteurs de seuil, ainsi que des signaux d'entrée de contrôle et de temps de réponse à la disparition de la flamme. Le processeur assure une suppression des rebondissements qui peuvent affecter les signaux d'entrée provenant des interrupteurs de seuil, pour éviter l'acceptation de valeurs incorrectes dues à des positions intermédiaires des interrupteurs ou à du

bruit électrique momentané. Pour lire les valeurs four-

nies par les interrupteurs, l'adresse qui désigne les interrupteurs de seuil est appliquée au bus d'adresse. En réponse, le décodeur d'adresse 26 valide le multiplexeur 48 et commande ce dernier de façon qu'il sélectionne les

entrées de multiplexeur qui sont connectées aux interrup-

teurs de seuil. Les valeurs de seuil sélectionnées sont ensuite lues et comparées à la dernière lecture. Pour que le processeur détermine qu'une nouvelle valeur de

seuil a été sélectionnée, il doit lire trois fois consé-

cutives la même valeur. Pour déterminer ceci, le proces-

seur lit la valeur fournie par les interrupteurs et il la compare avec la dernière valeur lue qui est conservée

dans un registre temporaire. Si la valeur lue est diffé-

rente, la nouvelle valeur lue est enregistrée dans le registre et un registre d'index est positionné à 1. Au moment de la lecture suivante des valeurs des interrupteurs,

la variable d'index est incrémentée si la valeur lue coin-

cide avec la valeur lue précédemment. Lorsque le registre d'index atteint 3, la nouvelle valeur est considérée comme étant une valeur de seuil valide et est enregistrée par

l'analyseur de flamme.

Après achèvement des opérations correspondant à la case 234, l'analyseur de flamme lit à nouveau la valeur qui est contenue dans le compteur 46. Le compteur

46 est un compteur à 8 bits dont le cycle recommence lors-

qu'il arrive en dépassement de capacité. Du fait que le détecteur de flamme peut produire des impulsions à une cadence très rapide, le contenu du compteur 46 doit être lu suffisamment souvent pour que le compteur ne puisse pas commencer un nouveau cycle sans que ce fait soit détecté. Dans le cas contraire, le processeur pourrait accepter une valeur erronée. Le sous-programme de lecture de compteur détermine tout d'abord l'adresse du registre courant (qui a été envisagée ci-dessus en relation avec la case 230), puis il lit la valeur contenue dans le compteur 46. Le

nombre d'impulsions depuis la dernière lecture du comp-

teur est déterminé en calculant la différence, sans signe, entre la lecture précédente et la lecture courante du compteur. Cette valeur est ensuite additionnée à la

valeur qui se trouve dans le registre adressé courant.

L'analyseur de flamme vérifie ensuite le bon fonctionnement de la mémoire vive 32, ce qui correspond à la case 238. Le sous-programme de diagnostic de la mémoire vive vérifie le bon fonctionnement de la mémoire vive comme des lignes de données. Les positions de la mémoire vive sont testées une par une. Au moment du passage au sous-programme de test de la mémoire vive, le contenu de la position de mémoire qui est testée est

enregistré dans un registre interne du processeur 20.

Deux configurations de test sont ensuite enregistrées et lues dans la mémoire vive. Les deux configurations de test sontconstituées par une alternance de "1l" et de "0", l'une des configurations enregistrant des "1" dans les bits impairs, tandis que l'autre enregistre des "1" dans les bits pairs. Ce test vérifie qu'aucun élément de la

mémoire vive ou des lignes de données ne présente un court-

circuit ou un circuit ouvert, et il vérifie également que les données peuvent être enregistrées et lues correctement dans la position présente de la mémoire vive. Une position de mémoire est contrôlée au cours de chaque itération d'un

cycle de test de la mémoire vive, correspondant par exem-

ple à la case 238. Deux de ces cycles de test de la mémoire vive se déroulent pendant chaque intervalle de 1/8 seconde, et l'ensemble des 128 positions de la mémoire vive est ainsi testé toutes les 8 secondes. En cas de détection d'un défaut de la mémoire vive, la valeur appropriée est enregistrée dans le registre d'état de l'analyseur de flamme. L'analyseur de flamme passe ensuite à la case 240. Si l'un des sous-programmes de test de l'analyseur de flamme a détecté précédemment un défaut, le registre d'état de l'analyseur contient des données qui indiquent qu'un défaut s'est produit ainsi que le type de défaut qui a été détecté. La case 240 correspond à un contrôle du contenu du registre d'état pour déterminer si un défaut a été détecté. Dans l'affirmative, l'affichage de

diagnostic approprié est émis vers le dispositif d'affi-

chage à graphique de barres, l'appareil de mesure ana-

logique est mis à zéro et le processeur passe dans un état qui correspond à une boucle sans fin qui arrête en fait le fonctionnement de l'analyseur de flamme. Du fait que la bascule de type D 88 ne reçoit plus de signal

d'horloge, le signal de présence de flamme disparaît.

Si aucune panne n'est apparue, pendant la durée qui correspond à la case 240 le processeur transmet les données appropriées vers le réseau de bascules 28 pour attaquer l'appareil de mesure analogique. Ceci s'effectue de la manière suiizante. Tout d'abord, le processeur lit

la valeur qui est produite par le sous-programme d'éta-

blissement d'affichage, qui sera décrit ci-après en rela-

tion avec la case 258. Si un bit de clignotement est pré-

sent, ce qui indique que la qualité de la flamme tombe au-

dessous du seuil marginal, ce bit est masqué. Dans le mode de réalisation décrit, l'affichage d'une valeur 1 sur

l'appareil de mesure représente le seuil courant et cor-

respond à un signal de sortie appliqué à l'appareil de mesure dans lequel les 3 premiers bits sont à l'état haut; et la valeur lue est décalée de façon que le signal de

sortie destiné à l'appareil de mesure ait la valeur ap-

propriée. L'adresse du réseau de bascules 28 est ensuite chargée dans les bits d'adresse d'ordre supérieur, et les données à charger dans le réseau de bascule sont placées dans les bits d'adresse d'ordre inférieur. Le processeur effectue ensuite une opération de lecture à l'emplacement

désigné, ce qui valide le réseau de bascules 28 et enre-

gistre les données désirées dans les bascules. Après l'achèvement des opérations correspondant à la case 240, le processeur passe à la case 242 o le contenu du compteur est lu à nouveau. Cette procédure est identique à celle décrite ci-dessus en relation avec la case 236. Le processeur effectue ensuite un autre cycle de test de la mémoire vive, ce qui correspond à la case 243, de la manière décrite ci-dessus en relation avec la

case 238.

Le processeur passe ensuite à l'exécution d'un cycle d'établissement d'affichage, ce qui correspond à la case 246. Si le total des impulsions sur 4 secondes

était affiché directement, on obtiendrait une configura-

tion de bits éclairés et éteints, du fait de la nature binaire de la valeur affichée. Pour afficher une "barre", la valeur est arrondie à la puissance de 2 immédiatement inférieure. Une fois que ceci a été effectué, les données sont placées sous un format approprié pour le chargement dans les registres à décalage du dispositif d'affichage à graphique de barres, en insérant 3 bits fictifs avant le bit de moindre poids de la valeur, et 3 bits fictifs supplémentaires entre les cinquième et sixième bits de la valeur. Ces bits fictifs sont enregistrés dans les étages du registre à décalage du dispositif d'affichage à graphique de barres qui ne sont pas connectés aux diodes électroluminescentes de sortie. Le processeur détermine ensuite si la qualité de la flamme est inférieure au seuil marginal. Dans l'affirmative, le bit approprié du

graphique de barres doit être placé à l'état clignotant.

Dans le mode de réalisation décrit, le bit clignotant pré-

sente un rapport cyclique de 1/8. On parvient à ceci en faisant tourner un registre temporisateur de clignotement chaque fois que le cycle d'affichage est accompli et en n'éclairant le bit de seuil qu'une fois tous les 8 cycles,

lorsqu'une condition d'alarme marginale est présente.

A la suite de la case 246, le processeur lit à nouveau le contenu du compteur 46, ce qui correspond à la

case 248.

Le processeur émet ensuite les données vers le

dispositif d'affichage à graphique de barres, ce qui cor-

respond à la case 250. La valeur calculée au cours du sous-programme d'établissement d'affichage (case 246) est utilisée par le sous-programme d'attaque du dispositif

d'affichage à graphique de barres. Ce sous-programme trans-

met les données au dispositif d'affichage à graphique de barres sous la forme de données série, en émettant une impulsion courte chaque fois qu'un "0" doit être transmis et une impulsion longue chaque fois qu'un "1" doit être

transmis.

La case 252 suit la case 250. Aucune procédure n'est accomplie pendant la durée qui correspond à la case 252. Le processeur passe ensuite à la case 254 pour lire

à nouveau le contenu du compteur 46.

L'analyseur de flamme calcule ensuite diverses valeurs différentes qui sont utilisées pour évaluer la qualité de la flamme et pour attaquer les dispositifs d!affichage analogique et numérique, ce qui correspond à la case 256. Au début de ce sous-programme, le nombre d'impulsions totalisées dans le registre adressé courant

est tout d'abord examiné pour voir s'il est égal à zéro.

Dans l'affirmative, un compteur de temporisateur d'absence

de flamme est incrémenté. Dans le cas contraire, le comp-

teur est remis à zéro. Ce compteur indique la période pour laquelle on considère qu'il y a une disparition complète de la flamme, si aucune impulsion n'est reçue à partir du détecteur de flamme. Si ce compteur atteint 3,875 secondes (Etats-Unis) ou 0,875 seconde (Europe), en fonction de la position du commutateur 62, le processeur détermine qu'une disparition de flamme a eu lieu et il

charge la valeur appropriée dans le registre d'état d'ana-

lyseur de flamme. Le total courant sur 4 secondes est ensuite calculé en additionnant la valeur du registre adressé courant au total sur quatre secondes. On calcule des totaux correspondant à une moyenne sur 2 secondes et sur

une seconde pour attaquer le dispositif d'affichage à gra-

phique de barres et l'appareil de mesure analogique, en décalant respectivement de 1 et 2 bits le total sur 4 se- condes. Le processeur calcule ensuite la moyenne sur

32 secondes, en procédant de la manière suivante. L'ana-

lyseur de flamme comporte 7 registres qui enregistrent les totaux sur 4 secondes qui ont été calculés à la fin

de chaque intervalle de 4 secondes, pendant les 28 secon-

des précédentes. Les valeurs contenues dans ces registres sont totalisées. Cette somme est additionnée au total courant sur 4 secondes et est décalée trois fois pour obtenir la moyenne du total sur 4 secondes pendant les 32 secondes précédentes, et cette valeur est comparée

avec le seuil sélectionné courant. Cette procédure intro-

duit une petite erreur pour les valeurs sur 32 secondes qui sont calculées pendant toutes les périodes autres

que la dernière période de 1/8 seconde de chaque inter-

valle de 4 secondes, mais ces erreurs sont généralement faibles et on peut les négliger. A la fin de chaque intervalle de 4 secondes, le total sur 4 secondes le plus ancien est remplacé par le total sur 4 secondes le plus

récent.

A la suite du calcul de valeurs qui corres-

pond à la case 256, l'analyseur de flamme évalue réel-

lement si la flamme est de qualité acceptable, ce qui correspond à la case 258. Le premier test consiste à voir si une disparition de flamme s'est produite. L'analyseur effectue un contrôle pour déterminer si on a sélectionné

un intervalle TRDF de 1 seconde ou de 4 secondes. Le pro-

cesseur compare ensuite le contenu du compteur de tempori-

sateur de disparition de flamme (envisagé ci-dessus en relation avec la case 256) et l'intervalle sélectionné,

et s'ils sont égaux, il y a eu une disparition de flamme.

Si une disparition de flamme ne vient pas de se produire, l'analyseur de flamme effectue ensuite un contrôle pour voir si les conditions correspondant à l'allumage de la flamme doivent être employées. Comme on l'a indiqué

précédemment, on utilise un seuil plus élevé pour détec-

ter la première apparition d'une flamme. Si les conditions correspondant àl'alluneg de la flamme sont nécessaires, le total sur 4 secondes doit être supérieur ou égal à 2,5 fois la valeur de seuil, et la moyenne sur 32 secondes doit également être supérieure ou égale au seuil. Si l'une ou

l'autre de ces conditions n'est pas remplie, une condi-

tion d'absence de flamme demeure.

Si la flamme était précédemment satisfaisante, les conditions correspondant à l'allumage ne sont pas nécessaires, et le total sur 4 secondes est comparé avec

le seuil. Si la comparaison indique une flamme non satis-

faisante, un temporisateur est incrémenté. Dans le cas

contraire, le temporisateur est remis à zéro. Si la va-

leur contenue dans ce temporisateur atteint l'intervalle

qui est sélectionné par le commutateur de TRDF, l'analy-

seur de flamme détermine qu'une disparition de flamme s'est produite. L'analyseur de flamme effectue ensuite un test pour déterminer si la moyenne sur 32 secondes

du total sur 4 secondes est inférieure au seuil sélection-

né et, dans l'affirmative, l'analyseur de flamme indique

qu'une disparition de flamme a eu lieu.

Au cas o l'un quelconque des tests ci-dessus indique une disparition de flamme, l'analyseur de flamme charge la valeur d'absence de flamme appropriée dans le

registre d'état d'analyseur de flamme. Dans le cas contrai-

re, le processeur charge la valeur de présence de flamme dans le registre d'état. Cependant, si l'entrée "contrôle" 63 de l'analyseur est à l'état haut, ce qui indique que le signal de présence de flamme ne doit pas être produit, le signal de présence de flamme n'est pas chargé dans le

registre d'état.

L'achèvement des opérations correspondant à la case 258 marque l'écoulement de 1/8 seconde depuis le début du sous-programme de contrôle de flamme 200. Le processeur répète ensuite un sous-programme de contrôle de 38. flamme jusqu'à ce qu'il y ait eu 28 répétitions. Comme il

a été indiqué précédemment, à la 28ième répétition, l'ob-

turateur de l'analyseur de flamme est fermé au cours des

opérations de la case 224, en préparation du test de l'ob-

turateur et du détecteur de flamme.

Après 28 répétitions du sous-programme de con-

trôle de flamme, le multivibrateur monostable, le compteur et les interrupteurs sont testés pendant l'intervalle de

1/8 seconde suivant, qui correspond à la colonne 300.

L'analyseur de flamme vérifie tout d'abord le bon fonc-

tionnement du multivibrateur monostable 44 et du compteur 46, ce qui correspond à la case 330. A l'entrée dans ce segment, la valeur courante contenue dans le compteur 46

est lue et enregistrée dans une position de registre tem-

poraire. Le signal de la sortie "indicateur n 2" du pro-

cesseur 20 est ensuite restauré, ce qui commande le mul-

tiplexeur 42 de façon qu'il applique les impulsions de la sortie série du processeur 20 sur l'entrée d'horloge du multivibrateur monostable 44. En outre, le processeur 20 fait apparaître une impulsion sur sa sortie série pour déclencher le multivibrateur monostable. Au bout d'un certain retard, le processeur 20 applique une autre impulsion au multivibrateur monostable, pour vérifier que

ce dernier ne peut pas être redéclenché. Si le multivi-

brateur monostable est devenu redéclenchable, la seconde impulsion fait apparaître en sortie du multivibrateur monostable 44 une impulsion de largeur trop élevée. Le signal de sortie du multivibrateur monostable est appliqué sur l'entrée de détection du processeur 20 et l'état du multivibrateur monostable est contrôlé tout d'abord à

102 ps puis à nouveau à 135 Ms après le déclenchement ini-

tial du multivibrateur monostable. Le signal de sortie du multivibrateur monostable doit encore être à l'état haut à 102 js mais doit être retourné à l'état bas à 135 js pour que le processeur détermine que le multivibrateur monostable fonctionne correctement. Une fois que le test du multivibrateur monostable est achevé, le processeur lit à nouveau le contenu du compteur. La nouvelle valeur doit

être exactement supérieure d'une unité à l'ancienne va-

leur. Dans le cas contraire, le processeur détermine que

le compteur n'a pas fonctionné correctement. Si le multi-

vibrateur monostable ou le compteur n'a pas fonctionné correctement, la valeur appropriée est chargée dans le registre d'état de l'analyseur de flamme. Après le test du multivibrateur monostable et du compteur, le processeur

effectue un autre test de la mémoire morte, ce qui corres-

pond à la case 232.

Le processeur effectue ensuite un test des rouescodeusesou des interrupteurs d'un autre type, pour

vérifier que leur fonctionnement est sûr, ce qui corres-

pond à la case 334. Comme il a été décrit ci-dessus, le signal de la sortie "indicateur nol" du processeur 20, qui attaque l'obturateur du détecteur est également inversé et utilisé pour appliquer un signal de référence de masse

aux interrupteurs de seuil et au commutateur de TRDF.

Pendant l'intervalle de fermeture de l'obturateur, le signal qui est appliqué aux interrupteurs est à l'état haut. Pour tester ces interrupteurs, le processeur lit

leur état pendant l'intervalle de fermeture de l'obtura-

teur. Si tous les signaux de sortie des interrupteurs ne sont pas à l'état haut, l'analyseur de flamme détermine que le matériel est défectueux et la valeur appropriée est

chargée dans le registre d'état de l'analyseur de flamme.

Le processeur effectue ensuite un autre test du

multivibrateur monostable et du compteur, ce qui corres-

pond à la case 336. Ceci est suivi par un test de la mé-

* moire vive (case 338), un segment de détermination de défaut et de blocage de l'affichage analogique (case 340), un autre segment de test du multivibrateur monostable et du compteur (342), un autre test de lamémoire vive (case 344), un segment d'établissement d'affichage (case 346) , un autre test du multivibrateur monostable et du compteur (case 348), et un segment d'affichage à distance (case

350). Après la case 350, le processeur ne fait rien pen-

dant un segment (case 352).

Le processeur met ensuite en place le sous-program-

24Sg943 me de test de détecteur, qui est accompli au cours des

deux périodes de 1/8 seconde suivantes, en lisant la va-

leur courante du compteur et en chargeant cette valeur dans un registre temporaire, ce qui correspond à la case 354. Le processeur termine l'intervalle de test du multi-

vibrateur monostable et du compteur en calculant les moyen-

nes courantes sur 4 secondes et sur 32 secondes (case

356) et en effectuant l'évaluation de la flamme (case 358).

Ceci marque la fin de l'intervalle de test du multivibra-

teur monostable et du compteur, d'une durée de 1/8 seconde.

Le processeur passe ensuite à l'intervalle de test du

détecteur, ce qui correspond à la case 360..

L'intervalle de test du détecteur est représenté dans la colonne 400 et cette procédure est répétée deux fois. Comme le montrent les figures 4 et 5, l'intervalle de test du détecteur est identique à l'intervalle de test du multivibrateur monostable et du compteur, à l'exception

du fait que les segments de test du détecteur, correspon-

dant aux cases 430, 436,- 442, 448 et 458, remplacent les segments respectifs de test du multivibrateur monostable et du compteur, correspondant aux cases 330, 336, 342,

348 et 354.

Le test du détecteur assure que l'obturateur

s'est effectivement fermé et que le tube détecteur ne mani-

feste pas d'auto-amorçage. Ces deux types de défauts sont

dangereux et ont pour effet d'incrémenter le compteur -

pendant la période de test du détecteur. Le test du détec-

teur consiste à lire le contenu du compteur pendant plu-

sieurs segments et à comparer la valeur lue avec la valeur

présente au début de l'intervalle de test du détecteur.

Si la valeur du compteur change, un indicateur est posi-

tionné pour indiquer ce fait. A la fin du test du détec-

teur, on contrôle l'indicateur pour voir si la valeur du compteur a changé, ce qui correspond à la case 554. Dans l'affirmative, un registre d'index d'amorçage erroné est incrémenté. Dans le cas contraire, le registre d'amorçage erroné est restauré. Si le registre d'amorçage erroné vient à atteindre 3, on considère que le détecteur ou l'obturateur est défectueux et la valeur appropriée est chargée dans le registre d'état de l'analyseur. Le fait d'imposer la détection d'impulsions pendant 3 intervalles

successifs de fermeture de l'obturateur, avant de consi-

dérer que le détecteur ou l'obturateur est défectueux, évite des arrêts parasites dûs à du bruit momentané ou aux

rayons cosmiques.

Le dernier intervalle de chaque période de 4 se-

condes est l'intervalle de contrôle d'alarme marginale

et d'ouverture de l'obturateur. Chaque segment de cet in-

tervalle est identique à celui de l'intervalle de test du

détecteur, sauf en ce qui concerne les segments qui cor-

respondent aux cases 552 et 554. La case 552 correspond à un contrôle de la valeur de qualité de la flamme par rapport à un seuil d'alarme marginale, pour déterminer si la flamme s'est dégradée jusqu'à un état marginal. Les conditions marginales de la flamme ne sont détectées qu'une fois toutes les 4 secondes. Ceci est acceptable du fait qu'une flamme marginale ne constitue pas une condition dangereuse mais indique simplement que la qualité de la flamme présente une certaine dégradation. A l'entrée dans le segment d'alarme marginale (case 552), le seuil

d'alarme marginale est lu à l'endroit o il a été enre-

gistré en mémoire et il est utilisé pour calculer une valeur d'alarme marginale. La valeur d'alarme marginale

est ensuite soustraite de la moyenne courante sur 32 se-

condes. Si le résultat est positif, la flamme n'est pas marginale, et le bit d'alarme marginale du registre d'état

de l'analyseur de flamme est restauré s'il était position-

né. Au contraire, un résultat négatif indique une flamme marginale, et le bit d'alarme marginale dans le registre d'état est positionné, ce qui indique l'existence d'une condition de flamme marginale. Après le contrôle de l'alarme marginale, l'obturateur du détecteur est ouvert en préparation de la procédure suivante de contrôle de

flamme, qui correspond à la case 554. Les valeurs néces-

saires sont calculées (case 556), puis les données appro-

priées sont émises vers le dispositif d'affichage analo-

gique (case 558). Ceci achève un intervalle de 4 secondes.

L'analyseur de flamme retourne alors au début de la pro-

cédure de contrôle de flamme 200 et la série d'opérations

décrite ci-dessus se répète.

Il convient de noter que les procédures décri- tes ci-dessus ne sont que des exemples et peuvent être modifiées pour adapter l'invention à l'utilisation dans

différentes situations. Par exemple, les règlements euro-

péens imposent généralement un intervalle TRDF d'une seconde, alors que l'intervalle TRDF standard est de quatre

secondes aux Etats-Unis. Pour tenir compte de cette diffé-

rence, on peut réduire à une seconde la fenêtre temporel-

le de l'analyseur de flamme pour l'Europe, et modifier

le nombre d'itérations et les durées des différentes pro-

cédures de la manière qui est indiquée par le tableau 1

de la page 46.

On va maintenant considérer la figure 7 qui représente des résultats de test permettant de comparer un analyseur de flamme représentatif de l'art antérieur et un analyseur correspondant à l'invention. Dans le test à partir duquel on a obtenu les signaux de la figure 7, on a employé un brûleur alimenté au gaz, fonctionnant

continuellement pendant toute la durée qui est représen-

tée sur la figure 7. Dans ce test, l'analyseur de flamme

de l'art antérieur et l'analyseur de flamme de l'inven-

tion fonctionnaient simultanément. On a utilisé un seul capteur de flamme pour appliquer des signaux d'entrée

identiques aux deux analyseurs et on a contrôlé le compor-

tement des analyseurs de flamme en faisant varier la qua-

lité simulée de la flamme. Dans ce test, un tube détecteur à ultraviolet était aligné de façon à être exposé au bord de la flamme du brûleur. Le détecteur utilisé était un tube détecteur à ultraviolet de la firme ECA, type UV5, modèle 1000. On a intercalé un diaphragme de taille variable entre la flamme et le tube détecteur pour simuler une flamme de mauvaise qualité et pour permettre de faire

varier la qualité simulée de la flamme au cours du test.

L'analyseur de flamme avec lequel l'analyseur de l'invention a été comparé est un analyseur de la firme ECA, type SU3, modèle 4136 code 15. Cet analyseur de flamme est

représentatif des analyseurs de flamme les plus perfec-

tionnés de l'art antérieur.

Sur la figure 7, les deux signaux 600 du haut

ont été produits par l'analyseur de flamme de l'art anté-

rieur et les deux signaux 601 du bas ont été produits

par le mode de réalisation de l'invention décrit précé-

demment. Le signal 602 de la figure 7 représente le signal de sortie de flamme de l'analyseur de flamme de l'art antérieur. Ce signal de sortie prend un état parmi deux, indiquant une condition de présence de flamme ou une condition d'absence de flamme. Le signal suivant 604 sur la figure 7 est un signal de sortie analogique représentatif de la qualité de la flamme qui est fourni

par l'analyseur de flamme de l'art antérieur.

Le signal 606 représente le signal de sortie de flamme qui est produit par l'analyseur de l'invention et qui varie entre deux états, indiquant une condition de présence de flamme et une condition d'absence de flamme, de façon similaire au signal 602. Le signal 608 représente le signal de sortie analogique que produit l'analyseur de l'invention pour attaquer l'appareil de mesure 80 qui est représenté sur la figure 1. Comme il a été indiqué précédemment, le signal qui est appliqué à l'appareil de mesure 80 n'est pas un signal analogique

continu mais un signal qui varie entre des niveaux dis-

crets, comme le montre la figure 7. L'échelle des temps de la figure 7 est d'une minute par division, commeil

est indiqué.

Pour les signaux qui sont représentés sur la figure 7, les réglages de seuil et de sensibilité de l'analyseur de l'invention et du dispositif de l'art antérieur ont été fixés à des niveaux équivalents. Du fait des méthodes différentes d'évaluation de la qualité de la flamme qu'utilisent le dispositif de l'art antérieur et l'analyseur de l'invention, on ne peut pas comparer ou

égaliser exactement les réglages de sensibilité et de seuil.

Pendant la partie initiale du test, le diaphragme a été fixé à une taille pour laquelle les deux systèmes donnent des signaux continus de présence de flamme. Les signaux

de sortie des deux systèmes pendant cette durée corres-

pondent aux parties gauches des signaux de la figure 7. On a ensuite réduit la taille du diaphragme à un niveau pour lequel le tube détecteur de flamme fournit un signal

qui équivaut à une flamme très marginale.

Comme le montre la figure 7, le signal de sortie

de flamme de l'analyseur de flamme de l'art antérieur indi-

que fréquemment une condition d'absence de flamme sous

l'effet du signal simulant une flamme de mauvaise qualité.

Sur la durée d'environ 28 minutes de fonctionnement avec une flamme de mauvaise qualité qui est représentée sur la

figure 7, le dispositif de l'art antérieur a indiqué envi-

ron 26 fois une condition d'absence de flamme. Sur le même intervalle, l'analyseur de l'invention n'a indiqué que quatre fois une condition d'absence de flamme. On a arrêté le test en éteignant la flamme, et comme le montre la figure 7, l'analyseur de flamme de l'art antérieur comme celui de l'invention ont immédiatement indiqué une

condition d'absence de flamme.

Les tests comparatifs décrits ci-dessus illus-

trent l'amélioration des performances qu'apporte l'inven-

tion. On peut voir que dans des conditions de flamme marginale comme celles qui sont simulées sur la figure 7, l'analyseur de l'invention se comporte notablement mieux que les dispositifs de l'art antérieur. Les conditions qui sont représentées sur la figure 7 ne constituent qu'un exemple, et dans d'autres conditions l'amélioration de performances qu'apporte l'invention par rapport à l'art antérieur peut être supérieure ou inférieure à celle que

montre la figure 7.

Dans certaines installations de brûleur, une indi-

cation d'absence de flamme entraîne un arrêt de la chaudière et le déclenchement d'un signal d'alarme sonore. Dans d'autres installations, en cas d'indication de disparition de la flamme, la chaudière accomplit un nouveau cycle et , tente de réallumer sa flamme. Il est cependant évident que, dans un cas comme dans l'autre, la diminution du nombre ou la suppression des signaux de sortie d'absence de flamme erronés qu'apporte l'invention entraîne des économies et des avantages importants. On vient de décrire un procédé et un dispositif destinés à réaliser un analyseur de flamme qui présente de meilleures performances et de nombreux avantages par

rapport aux dispositifs de l'art antérieur destinés à rem-

plir une telle fonction. Les modes de réalisation préférés qui viennent d'être décrits peuvent naturellement faire l'objet de modifications pour l'application des principes de l'invention à différentes situations, et on doit donc considérer que ces modifications ne sortent pas du cadre

de l'invention.

TABLEAU 1

Durée Procédure E.U.A. Europe (TRDF de 4s) (TRDF de 1 s) Controle de la flamme (200a) 3,375 s 0,625 s Fermeture de l'obturateur (200b) 0,125 s 0, 125 s

Test du multivi-

brateur monostable (300) 0,-125 s 0,125 s Test du détecteur (400) 0,250 s 0,000 s Obturateur ouvert (500) 0,125 s 0,125 s

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour produire un signal représenta-

tif de la qualité d'une flamme dans un système de brûleur du type comprenant un brûleur destiné à produire une flamme, et un capteur de flamme qui réagit à la flamme

du brûleur en produisant des impulsions de signal repré-

sentatives de la flamme, caractérisé en ce que: on défi-

nit une série d'intervalles de temps apparaissant succes-

sivement; on compte le nombre d'impulsions que produit le capteur de flamme au cours de chaque intervalle; on enregistre le nombre d'impulsions produites au cours de chaque nombre sélectionné d'intervalles précédents, la durée du nombre sélectionné d'intervalles définissant

une première période; on détermine un nombre total d'im-

pulsions égal au nombre d'impulsions produites pendant la première période précédente; et on compare le nombre

total d'impulsions avec une valeur de seuil pour déter-

miner si ce nombre total est inférieur à la valeur de

seuil et on produit un signal représentatif de ce fait.

2. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que l'opération d'enregistrement du nombre

d'impulsions s'effectue en établissant plusieurs regis-

tres, en nombre au moins égal au nombre sélectionné; et

en enregistrant dans les registres des données représen-

tatives des nombres d'impulsions qui apparaissent pendant les intervalles successifs, chaque registre étant associé à l'intervalle dont les données sont enregistrées dans le registre considéré, les données étant enregistrées

de telle manière que les données associées à l'inter-

valle le plus récent soient enregistrées dans le même registre que les données associées à l'intervalle le plus ancien pour lequel des données sont enregistrées dans

les registres, et remplacent ces données.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il fournit également un signal d'absence de flamme représentatif d'une condition d'absence de flamme dans le brûleur; et en ce que on définit une seconde période; on détermine l'existence d'une condition d'absence

de flamme lorsque le nombre total est demeuré continuelle-

ment au-dessous de la valeur de seuil pendant une durée

égale à la seconde période; et on produit un signal d'ab-

sence de flamme aussi longtemps qu'on détermine l'existence de la condition d'absence de flamme.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsqu'on a déterminé l'existence d'une condition d'absence de-flamme, on vérifie que le nombre total dépasse une valeur dite de condition d'allumage avant de déterminer

que la condition d'absence de flamme existante a disparu.

5. Procédé selon là revendication 4, caractérisé en ce que la valeur de condition d'allumage est égale au

produit de la valeur de seuil par un facteur choisi.

6. Procédé selon la revendication 5, caractéri-

sé en ce que le facteur choisi est approximativement de 2,5.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 6, caractérisé en ce que: on définit une seconde valeur de seuil; on définit une troisième période, plus longue que la première période; on calcule un second

nombre total qui est représentatif du nombre total d'im-

pulsions apparaissant sur la troisième période précédente; et on détermine l'existence d'une condition d'absence de flamme si le second nombre total tombe au-dessous du

second seuil.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce que la valeur du second seuil est déterminée en fonc-

tion de la valeur du premier seuil.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rapport entre les valeurs des premier et second seuils est pratiquement égal au rapport entre les

première et troisième périodes.

10. Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce que: on définit une seconde valeur de seuil; on dé-

finit une troisième période; on calcule un second nombre total représentatif du nombre total d'impulsions reçues pendant la troisième période; et on détermine l'existence d'une condition d'absence de flamme si le second nombre total

tombe au-dessous du second seuil.

11. Procédé selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que la seconde période est égale à N fois la

première période, en désignant par N un nombre entier.

12. Procédé selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que l'opération de calcul s'effectue en enregis-

trant périodiquement, à des instants séparés par une durée égale à la première période, le premier nombre total le plus récemment déterminé; en ajoutant les "N-1" derniers nombres totaux enregistrés, pour obtenir un sous-total; et

en additionnant le nombre total présent au dernier sous-

total pour obtenir le second nombre total.

13. Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'on détecte si aucune impulsion n'a été reçue pendant une seconde période sélectionnée, et on produit un signal d'absence de flamme sous l'effet d'une telle

détection d'absence d'impulsions.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 3, 4, 10 et 12, caractérisé en ce qu'on détecte si aucune impulsion n'a été reçue pendant une troisième période sélectionnée et on produit un signal d'absence de

flamme en cas d'une telle détection d'absence d'impulsions.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la troisième période sélectionnée est égale à

la seconde période.